CN114987669A - 一种智能定速电动自行车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能定速电动自行车及其控制方法，本发明的电动自行车包括控制系统、控制按键、驱动系统和传感器组，所述传感器组包括车速传感器和脚踏转动传感器，本发明的控制方法包括以下步骤：接收定速巡航指令和当前车速信息，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；接收脚踏转动信号，根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。本发明的智能定速电动自行车及其控制方法利用电动自行车自带的脚踏来调整定速巡航的标准车速，能够极大的减小对骑行者注意力的影响，安全性更高。

Description

一种智能定速电动自行车及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动自行车技术领域，特别是涉及一种智能定速电动自行车及其控制方法。
背景技术
现如今，部分高端电动自行车具备定速巡航功能，在行驶过程中通过按压按键即可启动定速巡航，但对定速巡航的标准车速的控制，目前还停留在依靠把手上的按键进行，但电动自行车本身安全性不如汽车，在汽车上用按键调整定速巡航的标准车速尚且需要分散一定注意力，在电动自行车上用按键调整就更加危险了。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种智能定速电动自行车及其控制方法，该智能定速电动自行车及其控制方法利用电动自行车自带的脚踏来调整定速巡航的标准车速，能够极大的减小对骑行者注意力的影响，安全性更高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种智能定速电动自行车，包括踏板、把手和两个车轮，其特征在于，还包括控制系统、控制按键、驱动系统和传感器组，所述传感器组包括车速传感器和脚踏转动传感器，所述驱动系统为电机，所述控制按键设置在车把上；
所述控制按键、传感器组的信号输出端分别与控制系统的信号输入端连接，所述控制系统的信号输出端与驱动系统的信号输入端连接；
所述控制系统通过控制按键获取定速巡航指令；
所述控制系统通过车速传感器获取当前车速，所述驱动系统设置在驱动轮处，所述车速传感器设置在另外一个车轮上；
所述控制系统基于定速巡航指令，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
所述控制系统通过脚踏转动传感器获取脚踏转动信号，并根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
骑行者在行驶过程中，可按下控制按键启动定速巡航，控制系统首先以当前车速进行定速巡航，骑行者可以通过脚踩脚踏转动，控制系统根据转动信号来调整定速巡航的标准车速，骑行者手部只有按压控制按键的操作，除此之外骑行者的双手可以始终握持车把，调整过程中只需骑行者的腿部进行动作，而对于电动自行车的骑行者来说，腿部的动作基本不会影响骑行者的注意力，因而，在调整定速巡航的标准车速的过程中骑行者的注意力基本不受影响，提高了骑行者的安全性。
在进一步的技术方案中，还包括能量回收系统，所述能量回收系统包括刹车能量回收系统和脚踏能量回收系统，所述刹车能量回收系统用于回收刹车减速的能量，所述脚踏能量回收系统用于回收脚踏转动的能量。
利用能量回收系统对刹车能量和脚踏能量进行回收，能够有效提高电动自行车的续航里程。
在进一步的技术方案中，所述电动自行车的脚踏与驱动轮之间设置有传动结构，所述传动结构中包括离合器，所述离合器的信号输入端与控制系统的信号输出端连接，所述控制系统接收到定速巡航指令时，所述控制系统控制离合器断开脚踏与驱动轮之间的传动关系。
通过设置传动结构及离合器，使得在非定速巡航状态下，骑行者可以利用脚踩脚踏进行电动自行车的驱动，同时在定速巡航状态下，骑行者脚踏不会影响电动自行车的正常定速驱动，使得定速巡航驱动的逻辑更加简单，稳定性更高。
在进一步的技术方案中，所述控制系统通过主动刹车或控制按键获取停止定速巡航指令，所述控制系统获取停止定速巡航指令后，停止定速巡航。
对于停止定速巡航，可以通过主动刹车，或是按下控制按键进行，操控更加方便。
在进一步的技术方案中，还包括无线信号传输装置，所述无线信号传输装置与所述控制系统连接。
利用无线信号传输装置，使得电动自行车具有了无线信号传输功能，骑行者可以通过手机与无线信号传输装置传递指令，指令包括定速巡航指令及标准车速设置指令，进一步的提升定速巡航的便利性。
另一方面，本发明还提供了一种基于上述技术方案的智能定速电动自行车的控制方法，包括以下步骤：
接收定速巡航指令和当前车速信息，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
接收脚踏转动信号，根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
在进一步的技术方案中，还包括以下步骤：
在接收到定速巡航指令后，向离合器发送断开连接指令；
在接收到停止定速巡航指令后，向离合器发送恢复连接指令。
在进一步的技术方案中，所述脚踏转动信号为正转a度时，对标准车速的调整为增加b公里每小时，所述脚踏转动信号为反转c度时，对标准车速的调整为降低d公里每小时。
根据骑行者脚踏转动的正反以及转动的角度，来对定速巡航的标准车速进行增减，能够满足骑行者对增减标准车速的需求，同时操作更加简单。
在进一步的技术方案中，还包括以下步骤：
在连续增加b公里每小时e次后，再接收到正转a度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为增加f公里每小时；
在连续降低d公里每小时g次后，再接收到反转c度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为降低h公里每小时。
在连续多次增加或降低标准车速后对单次调整的车速进行调整，能够更好的满足骑行者快速调整的需求。
在进一步的技术方案中，还包括以下步骤：
对定速巡航的标准车速上限和下限进行设置，当对标准车速的调整达到上限或下限时，停止定速巡航。
对定速巡航标准车速设置上下限，电动自行车的定速巡航安全性更高。
在进一步的技术方案中，，定速巡航的标准车速上限为最高车速的80％，定速巡航的标准车速下限为最高车速的20％。
80％最高车速的车速上限和20％最高车速的车速下限更加安全。
有益效果在于：
1、本发明的智能定速电动自行车及其控制方法利用电动自行车自带的脚踏来调整定速巡航的标准车速，能够极大的减小对骑行者注意力的影响，安全性更高。
2、利用能量回收系统对刹车能量和脚踏能量进行回收，能够有效提高电动自行车的续航里程。
3、通过设置传动结构及离合器，使得在非定速巡航状态下，骑行者可以利用脚踩脚踏进行电动自行车的驱动，同时在定速巡航状态下，骑行者脚踏不会影响电动自行车的正常定速驱动，使得定速巡航驱动的逻辑更加简单，稳定性更高。
4、对于停止定速巡航，可以通过主动刹车，或是按下控制按键进行，操控更加方便。
5、根据骑行者脚踏转动的正反以及转动的角度，来对定速巡航的标准车速进行增减，能够满足骑行者对增减标准车速的需求，同时操作更加简单；
6、在连续多次增加或降低标准车速后对单次调整的车速进行调整，能够更好的满足骑行者快速调整的需求；
7、对定速巡航标准车速设置上下限，电动自行车的定速巡航安全性更高。
附图说明
图1是本发明实施例的一种智能定速电动自行车的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：
一种智能定速电动自行车，如图1所示，包括把手、踏板和两个车轮，还包括控制系统、控制按键、驱动系统和传感器组，所述传感器组包括车速传感器和脚踏转动传感器；
驱动系统为电机。控制按键设置在车把上。
所述控制按键、传感器组的信号输出端分别与控制系统的信号输入端连接，所述控制系统的信号输出端与驱动系统的信号输入端连接；
所述控制系统通过控制按键获取定速巡航指令；
所述控制系统通过车速传感器获取当前车速，所述驱动系统设置在驱动轮处，所述车速传感器设置在另外一个车轮上；
所述控制系统基于定速巡航指令，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
所述控制系统通过脚踏转动传感器获取脚踏转动信号，并根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
所述控制系统通过刹车手柄或控制按键获取停止定速巡航指令，控制系统获取停止定速巡航指令后，停止定速巡航，即骑行者可以通过手捏刹车或按下控制按键停止定速巡航。可以理解的是，刹车手柄为主动刹车，主动刹车会停止定速巡航，而定速巡航过程中用于调整车速的刹车控制不属于主动刹车，不会停止定速巡航。
骑行者在行驶过程中，可按下控制按键启动定速巡航，控制系统首先以当前车速进行定速巡航，骑行者可以通过脚踩脚踏转动，控制系统根据转动信号来调整定速巡航的标准车速，骑行者手部只有按压控制按键的操作，除此之外骑行者的双手可以始终握持车把，调整过程中只需骑行者的腿部进行动作，而对于电动自行车的骑行者来说，腿部的动作基本不会影响骑行者的注意力，因而，在调整定速巡航的标准车速的过程中骑行者的注意力基本不受影响，提高了骑行者的安全性。
在本实施例中，电动自行车的踏板与电动自行车的驱动轮之间不进行传动结构的设置，即电动自行车的驱动轮完全依靠驱动系统驱动，而踏板仅作为平衡电动自行车以及调整定速巡航的标准车速使用，将踏板与驱动轮之间的连接取消，避免在定速巡航过程中，骑行者脚踩踏板对车速造成影响，车速只在驱动系统的控制下变化，定速巡航的稳定性更高。
在另外一个实施例中，如图1所示，还包括能量回收系统，所述能量回收系统包括刹车能量回收系统和脚踏能量回收系统，所述刹车能量回收系统用于回收刹车减速的能量，所述脚踏能量回收系统用于回收脚踏转动的能量。
利用能量回收系统对刹车能量和脚踏能量进行回收，能够有效提高电动自行车的续航里程。
在另外一个实施例中，如图1所示，所述电动自行车的脚踏与驱动轮之间设置有传动结构，所述传动结构中包括离合器，所述离合器的信号输入端与控制系统的信号输出端连接，所述控制系统接收到定速巡航指令时，所述控制系统控制离合器断开脚踏与驱动轮之间的传动关系。
通过设置传动结构及离合器，使得在非定速巡航状态下，骑行者可以利用脚踩脚踏进行电动自行车的驱动，同时在定速巡航状态下，骑行者脚踏不会影响电动自行车的正常定速驱动，使得定速巡航驱动的逻辑更加简单，稳定性更高。
在另外一个实施例中，还包括无线信号传输装置，无线信号传输装置为蓝牙或无线网络模块，所述无线信号传输装置与所述控制系统连接。
利用无线信号传输装置，使得本实施例的电动自行车具有了无线信号传输功能，骑行者可以通过手机与无线信号传输装置传递指令，指令包括定速巡航指令及标准车速设置指令，进一步的提升定速巡航的便利性。
在另外一个实施例中，还公开了一种基于上述技术方案的智能定速电动自行车的控制方法，包括以下步骤：
接收定速巡航指令和当前车速信息，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
接收脚踏转动信号，根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
上述的定速巡航指令由骑行者按下控制按键发出，当前车速信息由电动自行车上的车速传感器发出。
脚踏转动信号由骑行者脚踩踏板进行转动来发出，即无需骑行者手部动作来调整标准车速，提升安全性。
在另外一个实施例中，控制方法还包括以下步骤：
在接收到定速巡航指令后，向离合器发送断开连接指令；
在接收到停止定速巡航指令后，向离合器发送恢复连接指令。
本实施例的控制方法是基于在电动自行车的踏板与驱动轮之间设置有传动结构的实施例，在传动结构中设置离合器，并根据定速巡航的启停来控制离合器的通断，以实现在定速巡航启动时，断开踏板与驱动轮之间的传动关系，在非定速巡航状态时，连接踏板与驱动轮，使其可以正常脚踏驱动。
在另外一个实施例中，所述脚踏转动信号为正转a度时，对标准车速的调整为增加b公里每小时，所述脚踏转动信号为反转c度时，对标准车速的调整为降低d公里每小时。
在本实施例中，a与c相等且均为360，b与d相等且均为1。
即骑行者脚踩踏板正转一圈，标准车速提高1公里每小时，骑行者脚踩踏板反转一圈，标准车速降低1公里每小时，对于骑行者来说，可以对标准车速精确到个位数进行调整，较为方便。
根据骑行者脚踏转动的正反以及转动的角度，来对定速巡航的标准车速进行增减，能够满足骑行者对增减标准车速的需求，同时操作更加简单。
在另外一个实施例中，a与c相等且均为360，b＝0.5，d＝1。
即骑行者脚踩踏板正转一圈，标准车速提高0.5公里每小时，骑行者脚踩踏板反转一圈，标准车速降低1公里每小时，对于骑行者来说，提升相较于降低慢一些，部分骑行者会在定速巡航过程中习惯性的脚踩踏板，而在本控制方法中，脚踩踏板会调整标准车速，为了避免习惯性的脚踩踏板不断提升车速，将标准车速的提升速度降低，进一步的提升了安全性。
可以理解的是，上述的a、b、c、d均可根据实际情况进行调整，在此不再进行列举。
在另外一个实施例中，还包括以下步骤：
在连续增加b公里每小时e次后，再接收到正转a度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为增加f公里每小时；
在连续降低d公里每小时g次后，再接收到反转c度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为降低h公里每小时。
在本实施例中，b与d相等均为1，a与c相等且均为360。e与g相等且均为5，f与h相等且均为3。
即骑行者在脚踩踏板连续正转5圈时，此时标准车速增加了5公里每小时，再进行正转后每圈都会使标准车速增加3公里每小时，骑行者在脚踩踏板连续反转5圈时，此时标准车速降低了5公里每小时，再进行反转后每圈都会使标准车速降低3公里每小时，即在连续多次增加或降低标准车速后对单次调整的车速进行调整，能够更好的满足骑行者快速调整的需求，而只要不是非连续转动，则不会触发上述变化。
可以理解的是，从安全角度出发，还可以对上述的a、b、c、d、e、f、g参数的数值进行调整，在此不再进行列举。
在另外一个实施例中，在上述实施例中的连续转动认定的时间间隔为5秒，即5秒内连续出现两次相同的转动信号，才会被判定为连续转动。
需要强调的是，电动自行车均有其车速上限，因此对于定速巡航来说，低于上限车速的标准车速均可满足，超过上限车速的标准车速也始终达不到，定速巡航控制的安全上限以电动自行车自身的车速上限保证即可，也可单独对定速巡航的标准车速上限进行设定。
在另外一个实施例中，还包括以下步骤：
对定速巡航的标准车速上限和下限进行设置，当对标准车速的调整达到上限或下限时，停止定速巡航。
通过对标准车速的上限和下限进行设置，一方面，是为定速巡航的车速与可操纵加速的最高车速之间留下余地，在特殊情况下，定速巡航过程中需要再次加速，而如果定速巡航的标准车速达到电动自行车的最高车速，此时即使拧动转把，也无法再提速了，可能带来危险，因此对定速巡航的标准车速设定上限，安全性更高，而定速巡航的标准车速下限的设置，则是为了避免过低的标准车速导致电动自行车失去平衡，同样提升了安全性。
在另外一个实施例中，定速巡航的标准车速上限为最高车速的80％，定速巡航的标准车速下限为最高车速的20％。
以电动自行车的最高车速为25公里每小时为例，则定速巡航的标准车速上限为20公里每小时，定速巡航的标准车速下限为5公里每小时，在这个区间内骑行者可以自由调整定速巡航的标准车速，安全性高。
在另外一个实施例中，在接收到骑行者手机发送的定速巡航指令及标准车速设置指令后，按照设置的标准车速进行定速巡航。
在本实施例中，定速巡航指令及标准车速设置指令由骑行者通过手机APP发送到控制系统，即利用控制系统的蓝牙或其他无线传输装置，与骑行者的手机相关联，骑行者可以通过手机直接进行标准车速进行设置，定速巡航的控制更为方便。
在另外一个实施例中，在接收到骑行者手机发送的标准车速设置指令及定速巡航指令后，进行定速巡航等待，定速巡航等待是指控制系统等待电动自行车的车速达到定速巡航的标准车速下限后，再以接收到的标准车速进行定速巡航。
在本实施例和上一个实施例中，增设手机无线设置标准车速及定速巡航指令发送的功能，是为了提升骑行者的便利性，骑行者在上车之前进行设置好后，上车之后自行骑行加速，待加速到定速巡航的标准车速下限后，再由控制系统接手控制，加速车速至手机设置的标准车速进行定速巡航，此举可以避免骑行者人还未准备好，电动自行车自行移动造成财产或人身损伤，安全性更高。
在另外一个实施例中，在接收到骑行者手机发送的标准车速设置及定速巡航指令后，判断电动自行车此时是否处于行驶状态，若是，则向骑行者手机发送报警信息，提醒骑行者不可在骑行过程中操作手机，不执行定速巡航指令。若否，则证明电动自行车此时未行驶，则进行定速巡航等待，即等待骑行者自行操作电动自行车骑行加速至定速巡航的标准车速下限，再以接收到的标准车速进行定速巡航。
拒绝在行驶过程中执行手机发送的指令，目的是避免骑行者在骑行过程中操作手机，造成安全隐患，进一步的提升骑行的安全性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种智能定速电动自行车，包括踏板、把手和两个车轮，其特征在于，还包括控制系统、控制按键、驱动系统和传感器组，所述传感器组包括车速传感器和脚踏转动传感器，所述驱动系统为电机，所述控制按键设置在车把上；
所述控制按键、传感器组的信号输出端分别与控制系统的信号输入端连接，所述控制系统的信号输出端与驱动系统的信号输入端连接；
所述控制系统通过控制按键获取定速巡航指令；
所述控制系统通过车速传感器获取当前车速，所述驱动系统设置在驱动轮处，所述车速传感器设置在另外一个车轮上；
所述控制系统基于定速巡航指令，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
所述控制系统通过脚踏转动传感器获取脚踏转动信号，并根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
2.根据权利要求1所述的智能定速电动自行车，其特征在于，还包括能量回收系统，所述能量回收系统包括刹车能量回收系统和脚踏能量回收系统，所述刹车能量回收系统用于回收刹车减速的能量，所述脚踏能量回收系统用于回收脚踏转动的能量。
3.根据权利要求1所述的智能定速电动自行车，其特征在于，所述电动自行车的脚踏与驱动轮之间设置有传动结构，所述传动结构中包括离合器，所述离合器的信号输入端与控制系统的信号输出端连接，所述控制系统接收到定速巡航指令时，所述控制系统控制离合器断开脚踏与驱动轮之间的传动关系。
4.根据权利要求1所述的智能定速电动自行车，其特征在于，所述控制系统通过主动刹车或控制按键获取停止定速巡航指令，所述控制系统获取停止定速巡航指令后，停止定速巡航。
5.一种根据权利要求1－4任意一项所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收定速巡航指令和当前车速信息，以当前车速为标准车速控制驱动系统及刹车装置进行定速巡航；
接收脚踏转动信号，根据脚踏转动信号调整标准车速进行定速巡航。
6.根据权利要求5所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在接收到定速巡航指令后，向离合器发送断开连接指令；
在接收到停止定速巡航指令后，向离合器发送恢复连接指令。
7.根据权利要求5所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，所述脚踏转动信号为正转a度时，对标准车速的调整为增加b公里每小时，所述脚踏转动信号为反转c度时，对标准车速的调整为降低d公里每小时。
8.根据权利要求7所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在连续增加b公里每小时e次后，再接收到正转a度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为增加f公里每小时；
在连续降低d公里每小时g次后，再接收到反转c度的脚踏转动信号时，对标准车速的调整为降低h公里每小时。
9.根据权利要求5所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对定速巡航的标准车速上限和下限进行设置，当对标准车速的调整达到上限或下限时，停止定速巡航。
10.根据权利要求9所述的智能定速电动自行车的控制方法，其特征在于，定速巡航的标准车速上限为最高车速的80％，定速巡航的标准车速下限为最高车速的20％。
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